米乐循环水水样动态模拟实验报告doc

　　米乐循环水水样动态模拟实验报告 循环水模拟动态 河南能信热电有限公司 2×210MW机组阻垢缓蚀剂 动 态 实 验 郑州朗盛水处理技术有限公司 郑州大学 2008.11.06 试验内容 1. 试验用水分析 2. 配方筛选实验 3. 动态模拟试验 4.材质缓蚀试验 5. 循环水日常监控 6. 公司简介及业绩 前 言 随着我国工业的发展，淡水耗量急速增加，我国面临严重的水源紧缺状况。据报道我国人均拥有水量为2400吨，而北方地区的人均拥有水量为240吨。在城市用水中，工业用水约占总用水量的60～80％，而工业冷却水用量占整个工业用水量的70～80％。然而，有关资料显示我国的工业用水重复利用率平均为40～50％。我国城市工业万元产值耗水量达340立方米米乐，是发达国家的10～20倍，耗水量高，重复利用率低，是我国工业系统水资源利用的突出问题。采用清洁生产工艺，发展新型的节水技术，是缓解淡水不足的一个重大举措。因此，节约工业冷却水，使有限的水源得到最大限度的利用米乐，是工业领域节水工作的重中之重。采用循环冷却水技术是工业领域节水的主要方法，我国工业循环冷却水处理化学品及相关应用技术近期取得了可喜的成绩. 浓缩倍数是判定系统状态的一个重要技术指标。提高循环冷却水的浓缩倍数可以大量减少补充水量和排污水量，节水效果十分显著，具有明显的经济效益和社会效益。据计算，采用循环冷却水处理技术后，当浓缩倍数达到2.0倍时与直流水相比，可节约淡水95％以上，如果将浓缩倍数从2.0倍提高至3.0倍时，在此基础上又可节约淡水25-30％左右。因此实现高浓缩倍数运行是循环冷却水处理的发展方向。近年来，美国、日本等水处理技术发达的国家在冷却水处理化学 品及应用技术研究方面，已趋向适用于高浓缩倍数，环境友好及易于在线监控的成套技术研究。国内高浓缩倍数冷却水处理技术的开发也成为企业关注的热点，希望借此提高水的重复利用率，提高企业的经济效益。但是，过多地提高浓缩倍数，会使循环冷却水中的碱度、硬度和浊度升得太高，水的结垢倾向增大很多，从而使结垢控制的难度变得太大；还会使循环冷却水中的腐蚀性离子和腐蚀性物质的含量增加，水的腐蚀性增强，从而使腐蚀控制的难度增加；同时过多地提高浓缩倍数还使药剂在循环冷却水中的停留时间增长而水解。因此循环冷却水的浓缩倍数并不是愈高愈好。 本公司循环水处理采用添加缓蚀阻垢剂的方式，为了使循环冷却水在较高浓缩倍率下安全运行，我们根据多年的工作实践，并结合本公司循环补充水的水质特点，进行了静态试验、旋转挂片腐蚀试验和动态模拟性能试验，结果表明：添加15mg/L水质稳定剂可使循环水浓缩倍率提高到3.5倍左右，试验TP304不锈钢腐蚀速率均达到循环冷却水侧冷凝管的腐蚀速率宜小于0.005mm/a的要求，年污垢热阻值满足国标GB50050-95中污垢热阻值为1.72×10-4～3.44×10-4 m2 k/w的要求，与现在运行情况相比可以达到节水、节约缓蚀阻垢剂的目的。 1 试验用水分析 用干净的新塑料桶从电厂取补充水。随机从10桶中取等体积水样混合后，测定了有关水质指标，结果见表1-1。 表1-1 水质分析 2 配方筛选实验 冷却水处理方案的确定思路： 系统补充水为中高碱度结垢型水质，且水中存在一定的腐蚀性离子，随着水温米乐、pH值的上升以及浓缩倍数的提高，结垢趋势将更加严重，腐蚀在一定程度上将受到阻垢效果的影响，因此在确定水处理药剂及配套控制条件上一定要严格控制结垢，同时兼顾缓蚀，另外也要控制菌藻的滋生。 目前循环冷却水处理阻垢方法大概有加酸处理、炉烟处理、软化处理、阻垢剂处理、电磁防垢处理等。结合处理效果、经济性、实用性以及适应系统高浓缩倍数运行特点，我们选择阻垢剂处理，通过试验筛选阻垢方法。阻垢剂处理是通过加入循环冷却水中的阻垢剂对污垢的晶格歪曲畸变、分散和螯合等作用，阻止和减缓污垢的形成，阻垢剂间普遍存在着协同效应，一般是多种阻垢剂复配使用。 循环冷却水缓蚀方法大概有外加电流阴极保护，牺牲阳极阴极保护、涂刷防腐涂料、采用耐蚀材质和投加缓蚀剂等，以投加缓蚀剂应 篇二：工业冷却循环水实验报告 实 验 报 告 中国灵泉环保科技有限公司 二○○九年十月 实验报告 1．概述 本方案遵照中华人民共和国GB／50050－2007《工业循环冷却水处理设计规范》（以下简称GB／50050－2007）规定的原则和标准进行拟定。“工业循环冷却水处理设计，应控制循环冷却水系统内由水质引起的结垢和腐蚀，保证设备的换热效率和使用年限，做到技术可靠，经济合理”。 2．水质稳定指数判断 2．1水质数据 2．2水质评价 根据水质分析结果，分别对其朗格利尔（Langlier）饱和指数和雷兹纳（Ryzner）稳定指数判定： 2．2．1 Langlier饱和指数（SI） 饱和指数ISI为系统补充水实测PH值与碳酸钙饱和时PHs之差值， 即：SI＝pH－pHs；pHs=(9．7+A+B)－(C+D) 2．2．2 Ryzner稳定指数（IR） 由于碳酸钙饱和pHs是根据平衡理论推导出来的，对实际作用中各种复杂因素考虑不全面，没有考虑结晶、电化学过程和水中胶体影响，而且把碳酸钙即作延缓腐蚀又促进结垢来考虑，所以水质腐蚀和结垢问题应该将饱和指数SI与稳定指数IR配合作用，用来分析循环冷却水补水系统和在不同浓缩倍率下的水质结垢或腐蚀倾向。 IR＝2pHs-PH； pHs=(9．7+A+B)－(C+D) 则： 为了对循环水浓缩后的水质有一定的了解，我们在实验室蒸发浓缩原水，后测其水质情况，并计算出相应的L、R的质。 从取回水样分析数据看该补水在水温为45℃时属于结垢型水 质，当补水浓缩到3.5倍时系统将严重结垢；又因结垢和腐蚀是相互 关联的，在高浓缩倍率下运行时由于含盐量的升高，腐蚀性离子Cl－、SO42－、NH4-等也相应升高，易使腐蚀加剧，且结垢严重时易产生垢下腐蚀，故高效的阻垢缓蚀剂和良好的管理水平，是保证设备安全运行的关键。 因此我们在配方筛选是主要侧重于选择性能优良、对钙容忍度高、阻垢能力较强的阻垢分散剂。但水中存在溶解氧等因素，也有可能对金属结构产生腐蚀的可能性，因此我们在考虑水处理整体方案充分考虑阻垢的同时，也综合考虑对系统缓蚀的治理。 拟定以下实验程序； 鼓泡法快速筛选实验；静态阻垢分散实验；旋转挂片缓蚀实验。 3．阻垢缓蚀剂配方筛选实验 3．1实验目的 冷却水中的结垢，通常是由于水中碳酸氢钙在受热和曝气条件下分解，发生反应为： Ca2++2HCO3- → CaCO3 ↓ +CO2 ↑ +H2O 从而生成难溶的碳酸钙在传热面上结晶出来。测定水处理剂阻垢性能的方法，是以含有一定量碳酸氢根和钙离子的配制水和水处理剂制备成试液，在加热条件下，促成碳酸氢钙加速分解为碳酸钙，达到平衡后测定试液中的钙离子浓度，钙离子浓度愈大，则该水处理剂的阻垢性能愈好，即为碳酸钙沉积法米乐。鼓泡法也是以上述方法为基础，但在加热过程中向试液中鼓入一定流量的空气，以模拟冷却水的曝气过程，并使试液迅速达到自然平衡pH，此法因为速度快，一般用于筛选药剂阻垢性能配方。 实验分为以下三部分进行：利用鼓泡法快速测试仪通过正交实验 对几组不同配方的复配药剂进行重筛选，并以此结果调整配方并同时进行性能测试；筛选出产品使用静态沉淀法测定阻垢率并初步确定加浓度；再用旋转挂片腐蚀仪对以上筛选出的复配药剂测定其缓蚀率来确定配方。经过实验不断调整正交实验配方中各组份比例，筛选出最佳配方和最佳投加浓度。 3.2实验内容 3.2.1鼓泡法筛选实验 实验仪器 KZC－I型快速阻垢测试仪 实验条件 温度： 45±1℃； 鼓气量： 84L／h； 时间： 6h； 药剂浓度：15mg/L、25mg/L。 实验方法 .1阻碳酸钙垢 量取约450ml的制备液体（分别含有15mg/L、25mg/L的不同药剂、用6mmol/LCa2+和12mmol/L HCO32-的试液）于500ml三颈瓶中，将此瓶浸入的60±1℃水中，同时以84L/H的流量鼓入空气，并通过冷凝管保证水量尽量不损失经6h后，停止鼓入空气，放置室温，测定溶液中的钙离子稳定浓度。 实验数据如下： 篇三：综合实验--循环水试验部分 综合实验-循环水试验部分 一、实验目的 水的循环使用是我国节水战略的基本国策之一。在敞开式循环冷却水系统中，水在循环过程中，不断地蒸发浓缩和反复接触空气，杂质含量升高，系统设备的结垢、腐蚀和微生物故障频率增加。水的浓缩倍数越高，节水效果越明显，但对设备的危害性也越大。为了将循环冷却水质控制在一个安全的范围内，需要投加水质稳定剂、排污和补充新鲜水。 通过一周试验，培养学生以下几个方面的能力： （1）从事水处理工程的动手能力。 （2）综合运用水处理单项技术、腐蚀速度监测技术和水质检测技术能力，了解传热、传质过程。 （3）系统地运用专业知识解决生产实际问题的能力。 （4）数理统计计算能力。 （5）化学故障的诊断与预防能力。 （6）协调各技术部门的组织能力。 二、实验原理 在实验室给定条件下，用常压下饱和水蒸汽为传热介质，根据生产实际流速、流态、水质、金属材料、换热强度、浓缩倍数、加药量和冷却水进出口温度等主要参数，进行循环水动态模拟试验，通过水质监控、经典腐蚀挂片，污垢热阻和污垢黏附速度的测定，以及污垢成份分析，试验数据的数理统计，旨在判断循环冷却水系统的工作状态。可根据以下指标判断循环冷却水系统的运行状态： （1）防腐指标：① 腐蚀速度：碳钢＜0.125mm／a，铜合金＜0.005mm／a。② 无点蚀。 （2）防垢指标：① ΔA＜0.2。② 粘附速度(mcm)：0～15(很好)；15～30(好)；30～40(允许)。③ 污垢热阻：＜(1.72～5.16)×10-4(m2·K/W)。 53 （3）微生物控制指标：① 异养菌：＜5×10个/mL。② 粘泥量：＜4mL/m。 三、实验设备及仪器 （一）循环冷却水动态试验系统 本实验系统由两套循环冷却水装置组成，可模拟生产过程的两种运行工况。 （1）蒸发器：用电加热除盐水的方法，产生蒸汽。由预定的换热器传热端差控制加热器功率。 （2）换热器：为管式表面式换热器，管外为饱和蒸汽，管内为冷却水。 （3）换热管：以被测试管为换热管，尺寸：Φ10×1，几何长度mm，受热面长度mm；材质：HSn70-1A，不预膜。冷却水进口和出口的温度既可就地抄录米乐，也可由计算机自动采集。 （4）冷却塔：以塑料球为填料，引风机强制通风，受热冷却水与空气呈逆向流动。引风机由预定的冷却塔传热端差控制启停。 （5）循环水泵：在控制柜上操作，就地手动调节流量。 （6）排污补水：在控制柜上操作，自动排污补水。 （7）腐蚀挂片。① 铜监视片：长×宽×厚约为××；材质：HSn70-1A，不预膜；安装位置：测试管的进水口和出水口各2块。② 水侧铁监视片。尺寸：长×宽×厚约为××；材质：A3，不预膜；安装位置：测试管的进水口和出水口各2块。 （8）水汽额定工况：① 冷却水保有水量：约60kg。② 冷却水流量：180±0.5L/h(相当于测试管内流速1m/s)。③ 冷却水循环1次所需时间：20min。④ 测试管出口温度：45±0.3℃。⑤ 测 -试管进出口温差：10℃。⑥ 饱和蒸汽温度：100±1℃。⑦ 浓缩倍数：用Cl指示浓缩倍数，并参考电导率和SiO2的浓缩倍数。浓缩倍数从开机后1.0逐步上升至3.5～4.0，然后稳定运行至试验 结束。⑧ 排污控制：当冷却水监测指标连续2次(第2次为确认)满足下列条件之一时，则应弄清 2+ 情况后加大排污量：浓缩倍数K＞4.0；ΔA＞0.2；循环水“Ca+全碱度”(以CaCO3计)＞1150mg/L。⑨ 排污方式：设置排污时间后自动排污，排污水量须统计。⑩ pH控制：当循环水pH＞9.0时应考虑加酸，以降低循环水碱度。 （二）其他 （1）电导率仪，1台。 （2）小硅表或754分光光度计，1台。 3--（3）有关硬度、碱度、Cu、PO4、Cl等成分的分析药品。 （4）pH计，1台。 （5）A3、HSn70-1A标准试片，各10片。 （6）电子天平(精度0.0001g)，1台。 （7）清洗试片的专用酸、碱，无水乙醇，各500mL。 （8）水质稳定剂，100mg/mL的WUWS2-2006，500mL。 （9）固体清洗剂，12kg。 （10）乌洛托品，2kg。 （11）烘箱，一台。 （12）1mol/L的硫酸，500mL。 （13）聚四氟胶带，1卷。 （14）手电筒，1个。 四、试验方法 （一）试验用水 以长江自来水为补充水源，在浓缩倍数3～4倍条件评价系统的运行状态。试验开始和试验结束分析自来水质，检测项目见表1。 （二）水质稳定剂用量 （1）启动投药：一次按保有水量计投入剂量为40mg/L的WUWS2-2006。 （2）运行投药：根据循环冷却水总磷含量(以PO4计)调整加药量。循环水总磷含量控制值为6.5～7.0mg/L。 （3）运行加药方式：直接将WUWS2-2006投入到补充水箱中，搅匀。 （三）试验步骤 3．1 动态模拟试验系统的清洗 （1）将旧试管安装在动态模拟试验系统的蒸汽发生器内，连接好系统。 （2）1#、2#凉水池注满自来水，各加入固体清洗剂3kg和乌洛托品0.5kg。 （3）冷凝器注满除盐水。 （4）加热器关闭，启动有关水泵，循环清洗6h后排污，用自来水彻底置换，直至池中水浊 度≯5NTU、pH为7～8。 （5）换下旧试管，进入下一步操作。 3．2 新试管、试片的准备与安装 （1）检查试管外壁镀铬是否完好（厚 微米），准确测量其有效长度、计算其内表面积，用无水乙醇清洗其内外表面，干燥至恒重（两次重量误差0.3mg，准确至0.1mg），记录试管重量，置于干燥器备用。 （2）选用标准腐蚀试片，用卡尺测量长、宽、厚后，用无水乙醇清洗，然后干燥至恒重，记录试片重量，置于干燥器备用。 （3）将新试管用连接管接好，缠好聚四氟胶带，保证其密封性良好。把新试管安装在动态模拟试验装置的蒸汽发生器内，接好各接头，保证无水渗漏。 （4）向1#、2#凉水池中各注入试验用水约60L，根据实际注水量，加入剂量为40mg/L的WUWS2-2006，搅匀。 （5）向1#、2#补水箱各注入试验用水约30L，根据实际注水量，加入剂量为10mg/L的WUWS2-2006。 （6）启动动态模拟试验装置的循环泵，确认无水渗漏后关闭循环泵。 3.3 开车 （1）设置电源控制柜的温度、程控时间等有关参数。 （2）启动计算机，准备采集温度、时间数据。 （3）开蒸汽发生器电源，进行加热。 （4）当蒸汽发生器内热水温度达50℃时，开启循环泵，调节到规定流量，迅速升高锅炉温度，直至产生饱和蒸汽。 （5）调整和控制好流量、温度等参数，使之达到正常运转。 （6）待蒸汽温度和冷却水流量达到规定值，并稳定2~6h后，每隔15~30min记录冷却水进口、出口的温度和蒸汽温度共8次（应严格将流量、进口温度、蒸汽温度控制在规定值。用数理统计方法舍去其中异常值，求出其算术平均值，作为计算污垢热阻的依据。 （7）按式（1）计算试验管的污垢瞬间热阻r。 r? ?3600?dil?T0?tinT0?tin ????tinRCp?tout?tin?tout ? ?（1） ?? 式中，r—瞬间热阻，m2·K/W；di—试验管内径，m；l—试验管的有效换热长度，m；R—试验管中冷却水流量，kg/h；Cp—水的热容量，4186.8J/(kg·K) ；T0—蒸汽温度，K；tin—清洁试验 ?—非清洁试验管时冷却水管时冷却水进口温度，K；tout—清洁试验管时冷却水出口温度，K；tin?—非清洁试验管时冷却水的瞬间出口温度，K。 的瞬间进口温度，K；tout 初始运行阶段不排污，当浓缩倍数达到3.5以后开始排污。之后，根据实时监测的浓缩倍数， 调整排污水量，以维持浓缩倍数在3.5～4.0范围内。 3．4 正常运转 （1）严格控制和按时记录热介质温度、循环水流量和换热试管进出口温度等工艺参数。 （2）试验中经常对热水浴的恒温控制、凉水塔风机、补充水、排污系统、循环泵的流量计等进行检查

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